无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。4 p; {: n5 x# e! _3 R1 F" {2 e
. x/ L1 O/ ~3 E/ x9 A' T% a
垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：
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◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；
+ y7 _. Y$ R' H2 R7 N: g
0 A# l" @; Y% j( f: }/ q◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；
, y3 K% ^" |6 o1 [1 f7 K0 `9 y j* i8 n; M! x8 j
◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；
% ^4 g' @/ t) q* J9 e' N
* m! l& L) U1 |; Y◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比；
9 G( x9 `+ Q3 o2 o( o" }/ ` g$ k" i! d3 J* ^
◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；4 s; |' Q; n1 X$ d
" E F5 p- m) v5 E( _: k◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。& M% t3 Y, e# |" h, {$ @& R
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1用COD进行设计计算/ x! f& [9 {! ~) {/ Z5 o
' P/ S# Q) I" n+ B3 u; z) Q: g大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。) d) ?& E2 N1 k# V0 X. ^
4 @/ q1 m. W; y, g2 T
2一条线和二条线的设定原则设置
* ^" F( E2 r# ]! v9 Q
5 z+ N- D4 Y) n3 a许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。6 A) i' G, u7 i, Y8 }+ N( {9 U8 X
/ b/ {. Z8 t- R根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。3 {$ [% U" x5 [3 N, y
! i% ?: {6 X( A5 D3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件- @$ x) d# U9 O" F6 t9 B
% P9 b' d( K/ ^, X- N7 F所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。0 o) W) E6 ^8 j7 v* v7 |- }
% X! b) d/ u8 q4 u- M7 W
# W5 {2 Q- @- P) a8 ~图1单级生物脱氮系统示意图- O* t, V+ t8 G: _! e
6 _5 A1 U6 v8 N6 t; t& k6 M/ ]
事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。! \# G: I' M& {0 b5 g1 k
5 K6 u9 e, x8 [; h6 {
' J" \# k& @, q2 h, b! J6 Q图2二级生物脱氮系统示意图
. ^- p& B% ~- [, C
* W0 U3 E1 s( ?1 ^) ]垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。
0 T0 v8 D3 k( `7 [: d" W" [# v) g; i- R$ O+ B( B# @% D" i( B
对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。
2 O; ^% k; l# c# u5 m: \* g; s7 Y
4主要设计参数
! g3 B8 |# K3 W+ {8 T4 G$ s! r/ O( f9 H8 S* w; g' V
4.1主要设计参数的选取# J$ f$ E* A* @+ N( z
& U' v4 e3 j6 u# l8 a生化处理系统设计参数取值见表1。. _1 ` K/ H0 x
( M. c% e$ c8 Q. n% K表1MBR系统主要设计参数, j5 D( H& `, ^7 G
3 p4 b/ q+ T1 n3 ]; u6 z' g) d( x. V# \ S) \1 m" ^6 l
4.2混合液回流比的计算
5 ]1 Y+ u$ b. ^7 H t- a
7 Z% s, p7 K9 i, W垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。/ b; T& u; O% u5 Q8 J: X4 R
" E P- \! L8 \4 x5 a c: \1 a
反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：+ K# A" N4 K J
& w" P U& a: Y
C3 @5 `& a4 N* r
( v- f. S/ W( E [! y3 l反硝化率fde按下式计算：
' a% l7 n8 ?& ~4 F: A
2 v4 E. T8 a3 |
9 ]" b6 w4 h8 D$ C- U$ F2 m! d
+ a M( J7 B) a- k5 n需硝化的氨氮量按下式计算：, N9 }3 b/ J# n: v
' r$ n8 e* g+ R. |$ f
（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）8 d; E. j1 W9 B" H& d
& c4 G7 T% t8 z- C% }# z
MBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。
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反硝化的硝酸盐量按下式计算： k2 ]0 e+ [. Z4 ]% S3 s
9 u7 b- R }( n
（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）
4 e# {) g0 h! k: E2 w* i! ?7 D5 Y; R3 s6 f5 G
式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：
! C! Q4 p! i5 a/ u% L' C* L h7 F2 b
（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne; }# S% U* b" J0 a$ q$ G
5 y$ |# \, F7 N4 v/ @8 {" R5外部碳源投加系统
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5.1外部碳源的种类
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3 k9 [# H$ f2 u; O3 k' }* z+ C0 G目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。8 V! b( i: s6 I$ v) L- P
3 i7 K" D) g" }8 b( a) v不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。. m) z% l+ ?/ k9 V/ a H
& E+ _, d3 K6 ~1 i( w5.2外部碳源投加位置
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. Y, O3 K& a p- Q# m# c渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。
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如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。" Q: S, y% N% C' ]% W6 f1 R' l D
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国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。1 e! {3 t2 }. C ?: G
5 }% ~5 d ]) R1 S/ p2 z
5.3外加碳源对生化处理系统的影响2 N/ O @! c5 e- k* D, L1 W2 B
4 S' |8 H M% q4 G/ Q) P
如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。+ C5 ~# N* ?- v6 O' O
. j$ J: T m3 r* b& j8 b7 Q4 U7 }0 [如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。
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6 P1 i5 y1 I0 `9 Q# ]6工程设计技术措施
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6 Q9 G% x4 D, g6.1水流形态的控制
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许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。# v( A( f- u4 M# Y
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在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。( L3 F- _" I6 |9 B8 f1 z8 P
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6.2污水冷却系统回流管的设置
' w, ?' ]# T( K, \4 y3 K
+ G4 M/ [! C2 i. |7 p/ U& R4 P由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。 y' N' V+ X& n" ]- |, m9 A
* ~1 Z& T, M: _0 z7 Y
对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。
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$ x' t3 L4 C: u
图3污水冷却系统示意图
3 D' V0 |4 e: g$ L' }. c0 W/ _6 i- u
6.3膜分离系统回流管的设置0 _9 |: D3 [, }& ?1 E# V2 S
3 Q1 X" f' {9 m: o; N' l$ B
在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。
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图4膜分离系统示意图: | E2 k& X6 x! ~. N
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